光强度是否呈线性关系，即得到的影像与真实影像是否能够很好吻合。P发射荧光的 量依赖于一次激发的X线量，在1：10的范围具有良好的线性，非线性度小于1%。 (4)数字化输出和存贮：X线摄影是医学影像中最后实现信息数字化的检查手段 妨碍了X线摄影信息直接进人图像存贮与传输系统和远程医学系统。C尔系统能直接产 生数字化影像，可以储存到现有的各类储存媒介进行长期保存。并可直接并入网络系 统。 (5)CR系统具有强大的后处理功能：数字化CR影像具有多种后处理功能，如测 量、局部放大、对比度转换、影像增强、边缘增强和减影等。可使组织结构、病变形态 更容易显示，大大提高诊惭的准确率。 3.CR系统的主要临床应用C℉可以根据X线吸收率的不同，对所得的影像信息进 行再处理，对解剖结构的显示优于传统的X线平片。 (1)CR在头颈及骨关节系统的应用：CR为数字化影像，可以进一步进行骨盐含量 的定量分析。对关节部位，CR除可以观察骨质改变，还可以经过再处理而检查关节我 骨、关节周围软组织的改变。C系统可利用空间频率增强处理，清楚显示听小骨、前 庭、半规管等结构，并能准确判断鼻窦前壁有无骨破坏。 (2)CR系统在胸部平片的应用：胸部平片是最常用的X线检查，CR胸片在总体上 优于传统X线片，特别是易于观察与纵隔和膈肌重叠的部分。C对肺部结节性病变的 检出率及显示纵隔结构，如血管、气管等，也优于传统X线片。在间质性病变和肺泡 病变的显示上，CR片的显示则不如传统X线片。 (3)CR系统在円肠道和泌尿系检查中的应用：①CR影像的密度分辨力明显高于传 统X线照片，在显示肠管积气、气腹和结石等病变方面优于传统X线影像。胃肠道双 对比造影检查中，CR系统显示胃小弯、微小病变、粘膜皱襞及结肠无名沟等结构明显 优于传统的X线造影影像。②C℉可以压缩泌尿系显影结构中的高密度影像且可运用调 谐处理和空间频率处理功能改善软组织结构显示的密度层次及锐度 ,大大改善软组织的 分辨力，尤其是在肾体层摄影时。③增加结石与微小钙化的显示能力。常规腹平片对小 的似是而非的高密度影常易误漏诊，C尔系统可改变影像显示的密度及对比，必要时还 可以使影像的灰度反转，借空间频率处理功能增加影像的锐度，从而大大增加对小的结 石或钙化影的分辨能力。 (二）DR(digital radiography)系统 1.DR的基本结构和工作原理D由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监 视器等组城，可直接将X线通过电子暗盒转换为数字化图像。其工作原理是由影像增 强管将作为信息载体的X线转换成可见光，再由电荷耦合器或光电摄像管将可见光转 换成视频信号，然后经图像卡进行模/数转换成数字化矩阵图像。D系统的采样矩阵可 达4096×409%象素，灰度分辨率可达12比特，采样速度可达64帧/秒。 2.DR的优点 (1)DR具有很宽的曝光宽容度，动态范围广，允许摄影中出现技术误差，在一些 曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像信息。 (2)与CR相同，DR也可以根据临床需要进行各种图像后处理，如各种图像波 7=
窗宽离位调节、放大漫游、图像拼接等，并有距离、面积、密度测量等多种丰盒的功 能，为影像诊断中的细节观察、前后对比、定量分析提供很好的技术支持。 (3)较传统X线摄影，可减少躁光时间和摄片数量，大大降低曝光剂量 (4)减少废片、重拍、显定影等，从而减轻了技术人员的工作量，提高工作效率。 (5)可方便地利用大容量磁、光盘存储技术，直接以数字化的方式存储、管理、传 送、显示影像和相关信息，高效、低耗、省时、省力地观察、存储、回湖和传送图像。 总之，CR和DR系统尽管仍有不足和缺点，如CR的时间分辨率较差，不能满足动 态器官和结构的显示，DR系统许多方面尚不完善，且全部要更新设备。但数字化X线 摄影作为一种新的X线成像技术已日渐广泛应用于临床影像诊断领域。随着其技术的 不断完善，必将对影像诊断水平的提高发挥更大作用，数字化影像必将使21世纪的X 线诊断发生重大变化。 第二节数字减影血管造影 数字减影血管造影(digital substraction angiography,DSA)是80年代兴起的一项新的医 学影像技术。其主要特点是将血管造影时采集的X线荧光影像经影像增强器增强后形 成视频影像，再经对数增幅、棋数转化、对比度增强和减影处理，产生数字减影血管造 影图像，使所得的影像质量较常规血管造影大大提高。 一、 DSA的基本设备 DSA基本设备包括X线发生器、影像增强器、电视透视、高分辨力摄像管、模/数 转换器、电子计算机和图像储存器等（图11）。其基本过程为：X线发生器产生的X线 穿过人体，产生不同程度的衰减后，形成X线图像，X线图像经影像增强器转换成可见 ”振橡管 H 人体影像增强器 计机一因单存 患旅存健路一采佛自 监视器 图1-LDSA设备示意图 一8
的视频图像，然后由电子摄像机将可见的视频图像转变为电子信号，再将电子信号送至 模/数转换器，变成数字信号，最后将数字信号送入电子计算机进行处理。处理后的所 有图像均可以数据形式存贮并随时显示出来。 二、DSA的基本原理 (一】视频影像的获取 X线穿透人体某一部位时，由于各种解剖结构和组织器官密度与厚度不同，穿透人 体的X线量也不同（其X线吸收系数不同），从而在X线荧光屏上形成亮度不一（明暗不 同)的影像。此X线影像经影像增强器，再经电视摄像管采集、扫描后获得不同强度的 视频信号(deo$ignals)。显示在视屏监视器上的不同灰阶度的影像则称为视频影像 {video image）。 (二)对数增幅 视频影像的视频强度与入射的X线值(Io)、穿透的X线值()、组织密度()和厚度 (x)有密切关系，呈对数函数变化(i=o“)。将不同强度的视频信号通过一特殊电路 系统的视频增幅器处理后，可压缩和调整视频信号强度的显示范围，将视频强度的对数 函数变化转化为线性函数变化，即扩大低视频强度区和压缩高视频强度区的显示，从而 使高与低视频强度区都可同时清楚显示于视频影像上 (三)模数转化与数字影像的形成 经对数增幅处理后的视频影像仍属于由不同灰阶度（明暗程度不同）组成的模拟像 (analog image)。要进行计算机处理，则必须进行数字化。视频信号的一系列不同的电压 值经模数转换器(A/Dcom erter)处理后，即可转换成不同的二元值（二进位的数），输入 计算机进行运算处理后，再转换为一组不同的象素值(p©l),这样就将视频影像转变成 数字影像(digital image)。 (四)数字减彩配像的形成 数字诚影是指在视野内发生某些特定改变的前后分别获得影像，通过数字化影像处 理， 实行减影来突出特定结构（如含碘对比剂的血管）。减影处理主要的物理学变量有时 间、能量和深度。因此，数字减影的主要类型有如下几种： 1.时间减影(tempora）时间减影是SA的基本减彩方法之一。常规 DSA检查中，每注射一次对比剂可获得自对比剂到达兴趣区(RO)前，对比剂在ROI达 到蜂值和亮清的若干时向内许多领的序列影像。当取一侦不含对比剂的影像作漾片 (mk),与一帧充盈对比剂峰值水平的影像（造影像）(image)组成一个“减影 分别输入计算机进行减影处理时、即可得到突出含碘血管结构，消除了其他非感兴趣结 构的减影影像。由于构成减影对的两帧图像是在不同时间获得的，故称此种减影方式为 时间减影法。 时间减影法的缺点是各帧图像是在造影过程中所得，患者轻微的人体运动就可能 造成移动伪影(otionartifact),并造成减影对不能精确重合，从而产生配准不良(misg istration),导致血管影像模糊，影响图像质量。但时间减影法对设备的特殊要求最少， 因此仍是目前最普遍应用的减影方法之一 -9
2.能量减影(energy subraction)碘（对比剂）的总体衰诚系数在33KeV上下出现突然 变化，此临界水平称为碘的K缘(Kdg),而软组织的衰减系数曲线无此特征。当分别 用高于和低于碘的K缘能量两种X线光谱曝光时，所获得影像内的碘信号可有较大的 差别。两帧不同能量的影像通常是在瞬间相继获得的，时间差别很小可忽略不计，二者 减影主要依赖的是能量变量，减影后可得到保留碘信息而消除了软组织背景的减影像， 故称此种减影方式为能量减影 3.混合诚影(hybrid subtraction)两种物理变量的减影方法相结合的减影技术，称 为混合减影。目前常用的为基于时问与能量两种物理变量的混合减影。其方法为首先进 行高干和低于K缘的双能躁光及每个曝光对的能量减影，消除大部分软组织背影，但 保留碘信号及大部分骨骼影。然后再将经能量减影的影像再作时间减影，可进一步消除 骨酪信号和软组织信号，仅遗留碘信号。 混合诚影对消除软组织的移动伪影与配准不良很有效，但其缺点是在能量诚影阶 段澳信号（对比剂）有所丢失，混合减影衰减信噪比(SNR)低， 一般混合诚影的信噪比仅 为时间减影的35%~40%，这对信号值低的小血管显示较为不利。 4.动态数字诚影体层摄影(dynamie )动态数字减影体 层摄影为莎涉及物理学变量“深度”的减影方法。S中拟分层显示的血管结构内对比剂 的克清是动态的，与常规体层摄影不同。因此对设备巾有特殊的要求。其方法是在脉冲 减影技术基础上结合常规体层摄影术的X线球管移动，并用影像增强器代替X线胶片 注人对比剂后可获得一体层摄影片和一系列数学合成的体层摄影减影片。这种减影方法 可防止血管重叠，对直径小于1m的小血管也能清晰显示。其缺点是深度分层不完全 三、DSA成像方式 (一)静脉注射数字减影血管造影(VDSA) 凡是经静脉途径置入导管或套管针注射对比剂行DSA检查者，皆称之为VDSA。如 将导管头端或套管针置放于外围浅静脉（外周法），或将导管头登放于上腔静脉或右心房 (中心法)注射对比剂行DSA并显示动脉者，称之为非选择性VDSA,又称再循环法(e mehd)。如将导管头置放于或邻近于受检静脉或心腔注射对比剂者，则称为 选择性IVDSA。. 非选择性VDSA,无论外周法或中心法，都属于采用“经静脉注射对比剂来显示动脉 的再循环法”，进人静脉的对比剂必须流经肺循环到体循环后始能使动脉显影。为减少对 比剂的过多稀释和动脉内有足够的碘浓度，对比剂一般要用高浓度(6%)，高注速（外周 法15ml/秒、中心法20m/秒)，每次注射剂量也多在40ml以上。目前非选择性NDSA主 要用于主动脉及其主干疾患的诊断，如大动脉炎、主动脉缩窄、颈动脉体瘤等。 选择性VDSA混合的血液容量较非选择性VDSA小，对比剂被稀释较少，常用于 上、下腔静脉疾患和系及右心、肺动脉、肺静脉先天性心血管南形的诊断。如上下腔静 脉的先天性畸形、腔静脉狭窄、柏查综合征、肾静脉血栓形成等。 VDSA的优点是可经周围静脉注人对比剂，操作方便；其缺点是检查区的大血管同 时显影，互相重叠，对比剂用量较多，目前临床应用已较少，仅在动脉插管困难或不适 10
于ADSA时采用 （二】动脉法数字慧影血管造影(IADSA)】 DSA昆示血普的能力与血管内德浓度的高低腐切相关。LASA时，对比直接注入 靶动脉或接近靶动脉处，稀释少，用较低浓度较少量的对比剂，其靶动脉内的碘浓度仍 比用较大剂量、较高浓度注射的VSA高，可较清晰显示细小血管。 动脉法DSA分非选择性和选择性两种。 一般多采用经股动脉穿刺途径，少部分经 肱动脉或经腋动脉穿刺。 穿刺插管后，将导管头端置于靶动脉之主动脉近瑞注射对比剂作顺行性显影者，称 之为非选择性IADSA。如将导管头端进一步深入到靶动脉的主干或主干的分支，则称之 为选择性或超选择性ADSA。目前，应用选择性或超选择性插管，对直径2OOu以下的 小血管或病变部位，ADSA已能很好显示。 (三)动态DSA DSA的影像是由蒙片与造影像经复杂的诚影过程而产生。造影过程任何微小的身体 运动，都会造成蒙片与造影片配准不良，产生运动性伪影。目前，随着DSA技术的发 展，DS成像过程中球管与检测器同步运动而得到清楚的系列减影像已经成为现实，因 此DSA已经能对运动部位进行成像。在球管、人体、检测器规率运动的情况下，获得 DSA图像的方式，称为动态DSA。常见的有数字电影减影、旋转式血管造影减影、步进 式血管造影减影和遥控对比剂跟踪技术。 四】三维DSA 指通过软件控制在双C臂DSA系统中进行双平面血管造影，以每秒25慎以上的速 率同时获得正侧两个方向的造影像，再将两个不同方向的造影像分别显示在两台监视器 上，通过专用的观测镜可看到真实立体感的三维影像。同时，还可通过专用的测量软 件，准确计算出病变的三维空间位置。这种通过软件实现双平面血管造影的方法，可避 免普通DSA血管重叠影响观察时需要多次造影和多体位投照的不足，大大减少对比剂 用量，有利于介入过程的准确操作和缩短介人诊治的时间。 四、DSA的临床应用 (一)DSA的忧点 1.对比分辨率高DSA较胶片、增感屏的组合信/噪比和对比分辨奉明显增高 DSA的对比分辨力可达0.2%，超出常规血管造影(CA)10倍，经静脉注人对比剂来显示 动脉（非选择性IVDSA),操作简便，损伤性小。在诊断大血管和其主干疾患时几乎可完 全代替ADSA和常规血管造影。 2.对比剂用量少利用DSA的高分辨率，ADSA能在明显减少对比剂浓度和用量 及其副作用的前提下，提高影像对比和空间分辨力。 3.实时品影SA可将浩影结果全部即时显示在荧光屏上并储存在磁盘内，操作 者可随时根据血管的显影情况继续或停止摄片，可即时分析图像，并选择合适的图像摄 片。 4.轨迹减影透视(oad-mapping,也称示踪图）第一次透视时，经导管注射少量对比 11